用于pwm调制型音频功放的输入短路保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路领域，特别涉及一种用于PWM调制型音频功放的输入短路保护电路。
【背景技术】
[0002]开关型中小功率(输出功率为5瓦至50瓦)的音频功率放大器(简称音频功放)在消费类电子产品中被广泛应用，PWM调制(即脉冲宽度调制)是音频功放的主要调制方式。音频功放作为功率输出型器件，其内部一般集成了多种保护机制，如过温保护、过流保护及过压保护等，这些保护电路的首要任务是保护音频功放自身的安全。一般的音频功放在应用时，其输入端会接隔直电容以消除输入信号直流电压分量造成的输出功率损耗或音频功放本身与负载(喇机)的损害。如果音频功放输入端的隔直电容(简称输入隔直电容)损坏或者其输入管脚直接短路到电源和地上，就会造成输出功率损耗或音频功放本身与负载的损害。
[0003]现有技术中，通常是通过过流保护或过温保护来实现对音频功放的保护功能，但是这两种保护方式中，过流点和过温点一般是固定的，而且随工艺或应用环境会发生较大的偏差，从而容易造成音频功放保护机制的误触发或保护机制的失效，而如果要使过流点和过温点可以改变，则会增加保护电路的设计复杂度，并且占用音频功放芯片的更多面积，进而增加成本。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的是防止当PWM调制型音频功放的输入隔直电容损坏或输入管脚直接短路到电源和地上时而造成的输出功率损耗或该音频功放本身与负载的损害。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种用于PWM调制型音频功放的输入短路保护电路，所述用于PWM调制型音频功放的输入短路保护电路包括输入管脚电压检测电路、最大占空比差产生电路、输出PWM占空比差检测电路、输入短路保护信号产生电路及PWM信号输出电路；其中，
所述输入管脚电压检测电路，用于对所述PWM调制型音频功放的输入管脚的电压进行检测，当所述输入管脚的电压达到预设阈值电压时，输出一使能信号至所述输出PWM占空比差检测电路及所述输入短路保护信号产生电路；
所述最大占空比差产生电路，用于产生一预设的最大占空比差信号；
所述PWM信号输出电路，用于输出第一 PWM信号和第二 PWM信号；
所述输出PWM占空比差检测电路，用于当接收到所述使能信号时，对所述第一 PWM信号和所述第二 PWM信号的占空比的差值进行检测；
所述输入短路保护信号产生电路，用于当接收到所述使能信号，且当所述第一 PWM信号和所述第二 PWM信号的占空比的差值达到预设的所述最大占空比差信号的持续时间超过预设的短路保护预警时长时，则判断所述PWM调制型音频功放的输入管脚出现短路，且输出一 PWM占空比控制信号至所述PWM信号输出电路的控制端以控制所述第一 PWM信号和所述第二 PWM信号的占空比的差值，达到对所述PWM调制型音频功放的输入短路保护目的。
[0006]优选地，所述输入短路保护信号产生电路还用于:
当接收到所述使能信号，且当所述第一 PWM信号和所述第二 PWM信号的占空比的差值达到预设的所述最大占空比差信号的持续时间超过预设的短路保护预警时长时，输出一短路告警信号，以提醒用户所述PWM调制型音频功放的输入管脚出现了短路。
[0007]优选地，所述输入管脚电压检测电路的检测端与所述PWM调制型音频功放的输入管脚连接，所述输入管脚电压检测电路的输出端分别与所述输出PWM占空比差检测电路的使能端及所述输入短路保护信号产生电路的使能端连接；所述输出PWM占空比差检测电路的检测端与所述PWM信号输出电路的输出端连接，所述输出PWM占空比差检测电路的输出端与所述输入短路保护信号产生电路的第一输入端连接；所述最大占空比差产生电路的输出端与所述输入短路保护信号产生电路的第二输入端连接；所述输入短路保护信号产生电路的输出端与所述PWM信号输出电路的控制端连接。
[0008]优选地，所述最大占空比差产生电路包括三角波信号产生电路、第一基准电压产生电路、第一电压比较器及第一时序逻辑电路；其中，
所述第一电压比较器的第一输入端与所述三角波信号产生电路的输出端连接，所述第一电压比较器的第二输入端与所述第一基准电压产生电路的输出端连接，所述第一电压比较器的输出端经所述第一时序逻辑电路与所述输入短路保护信号产生电路的第二输入端连接。
[0009]优选地，所述输入管脚电压检测电路包括滤波电路、第二基准电压产生电路、第二电压比较器及第二时序逻辑电路；其中，
所述第二电压比较器的第一输入端经所述滤波电路与所述PWM调制型音频功放的输入管脚连接，所述第二电压比较器的第二输入端与所述第二基准电压产生电路的输出端连接，所述第二电压比较器的输出端经所述第二时序逻辑电路分别与所述输出PWM占空比差检测电路的使能端及所述输入短路保护信号产生电路的使能端连接。
[0010]优选地，所述滤波电路包括第一电阻及第一电容；其中，
所述第一电阻的第一端与所述PWM调制型音频功放的输入管脚连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电压比较器的第一输入端连接；所述第一电容的第一端与所述第二电压比较器的第一输入端连接，所述第一电容的第二端接地。
[0011]优选地，所述输入短路保护信号产生电路包括工作电压输入端、第三基准电压产生电路、第一基准电流源、第二基准电流源、第三电压比较器、时长检测电路、PMOS管、NMOS管及充放电电路；其中，
所述PMOS管的栅极与所述输出PWM占空比差检测电路的输出端连接，所述PMOS管的源极与所述第一基准电流源的负极连接，所述第一基准电流源的正极与所述工作电压输入端连接；所述PMOS管的漏极与所述充放电电路连接；所述NMOS管的漏极与所述充放电电路连接，所述NMOS管的栅极与所述最大占空比差产生电路的输出端连接，所述NMOS管的源极与所述第二基准电流源的正极连接，所述第二基准电流源的负极接地；所述第三电压比较器的第一输入端与所述NMOS管的漏极连接，所述第三电压比较器的第二输入端与所述第三基准电压产生电路的输出端连接，所述第三电压比较器的使能端与所述输入管脚电压检测电路的输出端连接，所述第三电压比较器的输出端经所述时长检测电路与所述PWM信号输出电路的控制端连接。
[0012]优选地，所述充放电电路包括第二电阻及第二电容；其中，
所述第二电阻的第一端与所述PMOS管的漏极连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电压比较器的第一输入端连接;所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二电容的第二端接地。
[0013]本发明提供的用于HVM调制型音频功放的输入短路保护电路，包括输入管脚电压检测电路、最大占空比差产生电路、输出PWM占空比差检测电路、输入短路保护信号产生电路及PWM信号输出电路；所述输入管脚电压检测电路，用于对所述PWM调制型音频功放的输入管脚的电压进行检测，当所述输入管脚的电压达到预设阈值电压时，输出一使能信号至所述输出PWM占空比差检测电路及所述输入短路保护信号产生电路；所述最大占空比差产生电路，用于产生一预设的最大占空比差信号；所述PWM信号输出电路，用于输出第一PWM信号和第二 PWM信号；所述输出PWM占空比差检测电路，用于当接收到所述使能信号时，对所述第一 PWM信号和所述第二 PWM信号的占空比的差值进行检测；所述输入短路保护信号产生电路，用于当接收到所述使能信号，且当所述第一 PWM信号和所述第二 PWM信号的占空比的差值达到预设的所述最大占空比差信号的持续时间超过预设的短路保护预警时长时，则判断所述PWM调制型音频功放的输入管脚出现短路，且输出一PWM占空比控制信号至所述PWM信号输出电路的控制端以控制所述第一 PWM信号和所述第二 PWM信号的占空比的差值，达到对所述PWM调制型音频功放的输入短路保护目的。本发明能够防止当PWM调制型音频功放的输入隔直电容损坏或输入管脚直接短路到电源和地上时而造成的输出功率损耗或该音频功放本身与负载的损害；同时，本发明还具有电路结构简单、成本低及易实现的优点。
【附图说明】
[0014]图1是本发明用于PWM调制型音频功放的输入短路保护电路一实施例的模块结构示意图；
图2是图1中最大占空比差产生电路一实施例的电路结构示意图；
图3是图1中输入管脚电压检测电路一实施例的电路结构示意图；
图4是图1中输出PWM占空比差检测电路与输入短路保护信号产生电路一实施例的电路连接结构示意图。
[0015]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0016]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]本发明提供一种用于PWM调制型音频功放的输入短路保护电路。
[0018]参照图1，图1是本发明用于PWM调制型音频功放的输入短路保护电路一实施例的模块结构示意图。
[0019]本实施例中，该用于PWM调制型